谈企业生产建设对当地地下水环境的影响——以沾化经济开发区为例

张金兰　王庆广　刘小平　高奎锋

（山东省地质勘查开发局八O一水文地质工程地质大队　山东济南　250014）

1　项目特征及周边环境概况

沾化经济开发区位于沾化城东约1.5km的黄河冲积平原，东西自刘彦虎村至大卢王村至张王庄一线，南北自薛家、大卢王、小卢王一线。开发区占地面积31.4km2。服务年限至2030年。区内多为化工企业。

开发区及周边30km2范围内无集中式饮用水水源地准保护区及补给径流去、无除集中式饮用水源地以外的国家或地方政府设定的地下水环境相关的其它保护区、无分散居民饮用水源；属地下水环境不敏感区；开发区地下水环境影响评价工作等级为二级。

开发区周边灌溉井和下游村庄作为本项目的重点保护目标。

2　地质条件

2.1　地层

评价区建筑物持力层为2层粉土。8m以浅地层特征如下：

1层：耕植土，评价区分布较普遍，土质不均匀；厚度：0.30～2.10m。

2层：粉土，土质较均匀，部分孔该层指标缺失。厚度：0.40～2.7m，平均0.80m；本层为开发区建筑物地基持力层。

3层：粉质粘土，场区分布较普遍，局部为粘土。厚度：0.40～5.90m。

4层：粉土（局部为粉砂），场区普遍分布。厚度：0.70～6.20m。

2.2　水文地质

评价区内受项目生产建设影响的地下水环境对象主要为浅层地下水。径流方向自西南向东北海域流动。

第四系浅层含水岩组主要为粉砂、粉细砂，在垂向上具多层。水位标高2.0～3.2m，水位年变幅0.5～1.0m。单井涌水量小于500m3/d。第一含水层顶板埋深小于6.0m，含水层岩性为粉砂，厚度一般3.5～6m。评价区地下水多咸水。

3　地下水环境质量现状

现场取样分析，依据《地下水质量标准》（GB/T14848-93），为Ⅲ类水。

4　地下水环境影响预测

4.1　预测前提条件

现场渗水和抽水试验，在4.5m深度内，粉土的渗透系数小于1×10-4cm/s。

预测时间为服务年限到期后后延10年，即2030～2040年。

预测时段为项目建设、生产运行、服务期满三个阶段，并按照正常、非正常工况进行。

主要污染预测因子为CODcr。

预测污染源为污水厂沉淀池。

4.2　污染含水层的确定和含水层的水文地质参数及预测方法

（1）污染含水层的确定

取第四系第一粉土含水层，厚度取沉淀池所在地最大值6.5m。

（2）污染含水层参数的确定

根据模型方程，本次预测的主要的水文地质参数包括：

U-地下水流速度；J-水力坡度；n-有效孔隙度；DL-纵向弥散系数。Ks-渗透系数。

预测方法为解析法。

4.3　地下水系统概念模型

4.3.1模型建立

模型名称为：水溶质运移模型

式中：x-距污染物注入点的距离，m；t-时间，d；C（x，t）-t时刻 x 处的示踪剂浓度，mg/L；m-注入的示踪剂质量，本次取2020年的废水质量值（污水质量最差），kg；w-横截面面积，m2；u-水流速度，m/d；n-有效孔隙度，无量纲；DL-纵向弥散系数，m2/d。

4.3.2水质预测

（1）预测参数的选取

M-含水层的厚度，取均值6.5m；K-渗透系数，2.24m/d；J-水力坡度，计算值0.5‰；n-有效孔隙度，取0.15；u-水流速度，计算得0.0075；DL-纵向弥散系数，取值5.62m2/d；

A-横截面积，取沉淀池的面积求取直径21m，直径与含水层的厚度的乘积为水平扩散的横截面积，取值为137m2。

（2）分期预测

①开发区项目建设期

项目在建期间，无论是正常工况或是非正常工况条件下，项目建设对地下水影响小。

②项目运营期

a.正常工况条件下

污水按标准的处理工艺处理后，水质达标排放（一级A标准），对地下水环境影响小。

b.事故工况条件下

A.事故发生时间

污水的排放规律为非连续排放，确定事故发生15d内能得到有效控制。

B.污染物的排放浓度

预计到2030年区外排废水量60000m3/d。

C.污染物渗入量的确定

假如污水处理厂底部出现了局部破裂，造成泄露事故，破裂面积按照137m2，泄露量按照设计进水量（60000m3/d）的1‰计算，在发现至15d时间内处理完毕，渗漏水按照渗透的方式直接进入第一含水层，渗漏的量全部进入含水层，不考虑渗透本身造成的时间滞后和粘性土的吸附。

CODcr渗水质量为：400g/m3×60m3/d×5d=120000g

（3）模型预测结果

CODcr1年内影响的距离（从污水泄漏池算起，以下同）为245m，2年内影响距离320m，5年是490m，10年是640m，30年达到1035m。5年后，地下水中CODcr的浓度达到地下水质量标准（GB/T14848-93）的Ⅲ类。

综上，污水厂瞬时泄漏情况发生后，污染物特征因子30年间在地下水中影响的最大距离小于1035m，且30年后各污染物的浓度逐步降低，距离泄露点560m以外，由污染造成的地下水质量达到标准的Ⅲ类要求，对下游的保护目标影响小。

5　结语

开发区污染项目建设期间，对地下水影响小。

开发区污染项目运营期，正常情况下，对当地地下水环境影响小；工况情况下污染物最大浓度污染因子影响距离达2300m，对地下水环境有一定的影响，需要采取严格的防渗、防污措施。